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UHMWPE Rope

What Is an UHMWPE Rope?

UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene) rope is a high-strength, durable rope made from UHMWPE fibers.

These fibers consist of extremely long polyethylene chains aligned in the same direction, resulting in high molecular overlap and exceptional strength. UHMWPE ropes are commonly used in applications requiring high strength, such as marine operations, climbing, and outdoor recreational activities. They offer outstanding properties in terms of strength, durability, abrasion resistance, UV resistance, and lightweight characteristics.

Applications of UHMWPE Rope

Due to its superior strength and durability, UHMWPE rope is widely used in high-load and harsh environmental conditions. Key applications include:

  • Maritime and offshore industries, including oil and gas, aquaculture, and wind power
  • Mooring lines for various vessels, including fishing boats, yachts, and sailing vessels
  • Use in aquaculture for fish farming
  • Emergency towing lines and earthquake rescue operations
  • Replacing wires in commercial trawling systems
  • Deep-sea lifting projects
  • Various underwater towing operations
  • Crane operations on ships (experimental use)

The rope’s lightweight and buoyant properties make it easy to handle and ideal for precise maneuvering in emergency towing situations.

Principles of UHMWPE

Characteristics of UHMWPE

UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene) is a polyolefin resin with extremely long polyethylene chains, typically having a molecular weight ranging from 1 to 7 million, compared to 200,000 to 300,000 for standard polyethylene. Manufactured through wet or dry gel spinning processes, UHMWPE’s long molecular chains enhance intermolecular interactions, significantly increasing polymer backbone strength.
Key properties of UHMWPE include:

  • High strength
  • Abrasion resistance
  • Impact resistance
  • Chemical resistance
  • UV resistance
  • Hydrophobic nature
  • Lightweight (density of 0.92 – 0.94, enabling buoyancy in water)

UHMWPE is classified as a thermoplastic resin and is considered one of the super engineering plastics. It is also known as HMPE (High Modulus Polyethylene) or HPPE (High Performance Polyethylene).

Properties of UHMWPE Rope

UHMWPE rope is one of the strongest ropes available on the market. It is lightweight, easy to handle, and floats on water due to its low density. Typically, it weighs about 1/8th as much as steel wire rope and is more compact, making storage more convenient.

The rope has a low friction coefficient and superior abrasion resistance, approximately 15 times greater than steel wire rope. It has minimal stretch, with a break elongation of around 3-4%, resulting in low recoil during breakage. The long polyethylene chains aligned in the same direction make the rope’s recoil predictable and safer compared to other materials with unpredictable recoil behavior.

Being hydrophobic, UHMWPE rope repels water and does not absorb moisture. Its chemically stable structure resists a variety of chemicals, except strong oxidizing acids, detergents, mineral acids, and oils. With a high melting point above 144°C, the rope maintains durability at high temperatures, while also retaining strength in low-temperature conditions. UV resistance further extends its usability in harsh environments.

Types of UHMWPE Rope

UHMWPE rope comes in various forms, including stranded and double-braided ropes. Stranded ropes are available in configurations like 3-strand, 8-strand, and 12-strand, with diameters ranging from 4mm to 80mm. Double-braided ropes feature a structure that prevents twisting, enhancing their durability and performance.

When selecting UHMWPE rope, it is crucial to consider breaking strength and specific usage conditions to choose the appropriate type for the intended application.

油吸着材

監修:ティビーアール株式会社

油吸着材とは

油吸着材とは、油による汚染が発生した場合に油を吸着させて清掃・除去を行うための清掃資材です。

油吸着材は、油を瞬時に吸着して内部に取り込み、水は吸着しません。土壌や河川、湖沼、海洋などにおいて油流出事故などが発生した場合に使用されます。ロープ状、マット状、粉状など、様々な形状の製品があります。

油吸着材の使用用途

油吸着材の主な用途の一つは、油による環境汚染時の清掃資材です。それ以外でも、油による転倒を防ぐ、排水に対して使用することで流出を防ぐなどの用途により、各種分野で使用されています。下記は、具体的な用途の一部です。

  • 池、湖沼、油水分離槽に浮いた油の吸着・回収を行う
  • 川や排水溝等流れてしまった油をせき止め、広範囲に拡散することを防ぐ
  • 土壌や床面にこぼれてしまった油を吸着・回収する
  • 工場内などにおける機械周りや床の油を拭き取る
  • 工場、自動車整備工場、ガソリンスタンドなどの床にこぼれた油に対する滑り止め・転倒防止
  • 事故や緊急事態の予防・準備としての備蓄在庫
  • スーパーや飲食店において、靴裏、台車やカートの車輪などに付着した油を吸着し、拡散を防ぐ
  • 飲食店などにおける調理場の油の飛散対策、天ぷら油の処理
  • 飲食店などにおける厨房排水への対処

油吸着材の原理

油吸着材に使用される素材は、ポリプロピレンや、珪藻土、鉱物、石灰岩などです。その他にもセルロースや綿、樹皮、泥炭、おが屑、製紙用パルプなどの天然素材や、セラミックなどを加工して製造される場合もあります。油を吸着する素材は、親油的かつ疎水的な性質を持ち、油が水より優先して素材の表面に広がるような臨界表面張力を持つ物質です。毛細管現象によって吸い上げる場合もあります。

油のみを吸着する製品と、油以外にも水や溶剤など液体全般を吸着する製品とがあります。油のみを吸着する製品は、水上における浮上油の回収・吸着に使用されます。油以外の液体も吸着できる製品では、水以外にも硫酸や塩酸などの酸、苛性ソーダやアンモニアのようなアルカリ、不凍液、アルコール、なども吸着可能な場合があります。多くの油吸着材では油を吸着した後は産業廃棄物として処分しなければならないため、注意が必要です。

油吸着材の種類

油吸着材には、様々な形状の吸着材があります。用途に合わせて適切なものを選択することが重要です。

1. ロールタイプ

ロールタイプの油吸着材は、用途に合わせて必要な長さにカットして使用する油吸着材です。広い範囲に使用することができ、特に、大量の油を吸着させる場合に適した油吸着材です。予めミシン目が入っている製品もあります。

2. カットタイプ/シートタイプ

カットタイプやシートタイプの油吸着材は、正方形や長方形になどに予めカットされている製品です。機器のオイル漏れなど、比較的小規模な油や燃料の流出対処に適しています。また、ウエスとして使用することも可能です。

3. チューブタイプ

チューブタイプの油吸着材には、綿状の吸着剤や珪藻土などの粒状の吸着剤が詰められています。曲げ伸ばしが容易なため、現場に合わせた形状に変えることや、製品同士の接続によって長さを調整することも可能です。特に、油漏れ現場を囲んで堰き止めることで流出を止め、広い範囲に対処するための対策として使用することに特に向いています。

4. マットタイプ

マットタイプは、強度や耐久性の点で優れており、人や台車などの往来がある場所で特に適している油吸着材です。床や靴底の油を吸着する際に利用されます。裏面に滑り止め加工が施されている製品などもあります。

5. ロープタイプ

ロープタイプは、河川、水路、湖沼および海域など、流れのある場所で油を堰き止めながら吸着回収する用途に使用されます。両端を川岸などに固定することで、水流によって流されず回収作業が楽になります。水流が強い河川などでは、ロープタイプを斜めに展張するのが効果的です。形状としては、モール状、吹流し状、万国旗状などがあります。

6. 砂状・粉状

砂状・粉状の油吸着材は、タイルの目地やアスファルトの凹凸など、他の形状の油吸着材では対処しにくい形状の現場でも効率的に油を回収することができます。また、土壌に混ぜる使い方も可能です。素材には、珪藻土、鉱物、石灰岩、セラミックなどが多く用いられます。環境に優しく、使用後の処理も簡単です。

本記事は油吸着材を製造・販売するティビーアール株式会社様に監修を頂きました。

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ウェハーケース

ウェハーケースとは

ウェハーケースとは、半導体ウェハーを保護し、運搬や保管中に損傷から守るための特殊なケースです。

半導体ウェハーは非常に薄くかつ繊細なため、非常に慎重に取り扱う必要があります。ウェハーケースはウェハーを保護するだけでなく、適切な温度や湿度の環境を維持するための機能も備えています。これにより、製造中のウェハーが品質を損なうことなく、効率的かつ安全に運搬・保管することが可能です。

また、静電気も半導体製造プロセスにおける大きな障害となることが多いです。ウェハーケースの中には静電気を帯びたり放電したりすることを防ぎ、ウェハーの品質を保つために静電気対策が施されている製品もあります。

ウェハーケースの使用用途

ウェハーケースは主に半導体産業で使用されます。以下は半導体産業での一般的な用途です。

1. 製造

ウェハーケースは半導体ウェハーの製造工程中に保護するために使用されます。半導体ウェハーは非常に繊細かつ微細な構造を有するため、損傷や汚染を防ぐためにケースに収められます。製造ラインの各段階でウェハーケースが使用され、ウェハーの品質を確保します。

2. 輸送

半導体ウェハーは製造工場から異なる場所へ輸送する際にも保護が必要です。ウェハーケースはウェハーを適切な環境条件で安全に輸送するための容器として使用されます。輸送中の衝撃や振動からウェハーを保護し、品質を維持します。

3. 保管

ウェハーを使用する工程でも一時的に保管することがあります。ウェハーケースはウェハーを適切な温度や湿度の環境で保管し、汚染や損傷から守ります。また、供給ラインへの導入をスムーズに行うためにウェハーの保管場所を整理し、追跡できるように工夫された製品も多いです。

ウェハーケースの原理

ウェハーケースは、一般的に高品質のプラスチックや金属などの耐久性のある素材で作られています。ポリプロピレンやポリカーボネートなどが代表的な材質です。これにより、ウェハーケースは耐久性があり、長期間使用することが可能です。

ウェハーケースにはウェハーを安定して固定するための金具や機構があります。これにより、ウェハーが移動中に動くことなく、摩耗や微細な傷から保護することが可能です。

また、ウェハーケースにはウェハーの識別や追跡が可能な識別情報が付与されていることも多いです。バーコードやRFIDタグなどの技術が使用されます。これにより、ウェハーの製造や品質管理の段階を追跡し、必要に応じて適切な処理を行うことが可能です。

ウェハーケースの選び方

ウェハーケースを選ぶ際は、以下の要素を考慮することが重要です。

1. 材質

ウェハーケースの材質は耐久性や静電気対策などの重要な要素に直結します。プラスチックや金属が一般的な材料であり、静電気が発生しづらい材質が好まれます。また、化学的に安定していることや耐衝撃性があることも重要です。

2. 適用ウェハー径

ウェハーケースは収納するウェハーの直径に合わせて選択する必要があります。ウェハーケースのウェハー径が実物と異なる場合、適切に収納できない可能性があります。使用するウェハーの直径を把握し、そのサイズに合ったウェハーケースを選ぶことが重要です。

3. 枚数

1つのウェハーケースに収納できるウェハーの枚数も重要な要素です。製造ラインでの効率を考えると、1つのケースに多くのウェハーを収納できることが望ましい場合があります。ウェハーの密度や製造プロセスに応じて選定する必要があります。

4. 洗浄

ウェハーケースが洗浄可能かも重要な要素です。一部の製造プロセスでは、ウェハーケース自体もクリーンルーム環境で洗浄する必要があります。そのため、洗浄が可能なウェハーケースを選択することが望ましい場合があります。

誘電率測定装置

監修:キーコム株式会社

誘電率測定装置とは

誘電率測定装置とは、物質の分極のしやすさの指標である誘電率を測定するための装置です。

誘電率は蓄えられる電気の大きさを表す指標となっているため、誘電率の測定は、コンデンサ用の材料や絶縁体の性能を評価するシーンで利用されています。誘電率測定装置には、インピーダンスアナライザや、各種共振器が用いられます。共振器を用いる共振法には、様々な種類の共振器を用いた測定方法の種類があり、測定物に合わせて最適な方法が使用されます。

誘電率測定装置の使用用途

誘電体とは、電気伝導率が低い絶縁体でありながら分極性があり、低い周波数や 中程度の周波数領域では電荷を蓄えることができる物質です。下記のような製品に用いられています。

  • 電子機器の絶縁材料
  • コンデンサの電極間挿入材料
  • 半導体素子のゲート絶縁膜
  • 圧電素子
  • 強誘電素子センサ
  • トランスジューサ

信号の遅延・減衰・反射・クロストーク・放射などの信号伝送の品質は、材料のもつ電気特性によって大きく左右されます。優れた高周波特性を持つ材料を開発する上では、電気材料の特性を正確に把握することが必要です。誘電体の利用の上で、誘電率測定装置は下記のような用途で利用されます。

  • コンデンサ用の誘電材料の評価
  • 液晶材料に混入した不純物イオンの検出
  • 有機半導体の移動度の測定
  • 固体電解質の電導度評価
  • 回路基板に使用される絶縁材料の評価

尚、誘電率測定装置で測定される誘導体には下記のようなものがあります。

  • 高速ディジタル、マイクロ波回路の基板材料
  • 通信用誘電体アンテナ、フィルタ用低損失誘電体、高誘電体
  • 薄膜材料、多層構造材料、新素材
  • 半導体向け絶縁材料
  • 医用電子機器
  • 化学薬品
  • 各種粉体、液体
  • ケーブル絶縁体
  • 樹脂
  • ガラスやセラミックス類

誘電率測定装置の原理

1. 概要

誘導率測定装置には、いくつかの種類があり、大きな分類では下記のように分けられます。

  • 容量法 (集中定数法) : 測定試料を電極で挟んでコンデンサを形成し、キャパシタンスとコンダクタンスを測定して誘電率を得る方法 (インピーダンスアナライザ)
  • 反射伝送法 (S パラメータ法) : 伝送線路に測定試料を設置し、電磁波をかけることでその反射特性や透過特性から誘電特性を評価する方法
  • 共振法: 共振器内に微小な誘電体や磁性体を挿入した際に生じる、共振器内の共振周波数やQ値の変化量を測定して誘電率を測定する方法

上記の方法はそれぞれ、周波数範囲によって使い分けられます。数μHz~数100MHz範囲においては容量法を利用したインピーダンスアナライザが使用されることが多いです。それよりも高周波領域では、反射伝送法や共振法が利用されます。

誘電率測定装置の種類

誘導率測定装置には、測定対象物に合わせて様々な装置があります。下記は具体例の一部です。

 1. インピーダンスアナライザ

インピーダンスアナライザは、容量法の誘電率測定に使用されています。測定試料を2枚の電極に挟み、電圧または電流の交流を印加する仕組みです。測定したインピーダンス値から、誘電率や誘電損失を計算することができます。

固体液体を問わず物体の状態に合わせて状態に合わせてサンプルホルダを購入または製作することができるため、比較的測定が容易です。また、他の測定方法に比べて比較的コストが低いです。

2. 空洞共振器

空洞共振器とは、導体壁で囲まれた空間内に、その寸法及び形状で定まるある特定の波長の電磁界のみが成長する共振現象を生じさせることで、誘電率及び誘電損失を測定する装置です。

フィルム、板/シート状のサンプルを短冊状に一定の幅に切断して測定するタイプの装置や、共振器の間のギャップにシート状サンプルを挿入するタイプの装置などがあります。

3. 同軸共振器

同軸共振器とは、サンプルの平坦な面を共振器の上に置くだけで誘電率の測定が可能な共振器です。同軸共振器は、共振器上部に小径の開口部があり、そこからはみ出るわずかな近接場 (エバネッセント波) が測定サンプルに浸潤し、共振器全体の共振周波数、Q値がサンプルの複素誘電率に応じて変化する仕組みです。このQ値の変化量から誘電率を算出します。

携帯端末の筐体部品や、多ピンコネクタのモールド樹脂、各種素材開発品の測定に特に適している種類の共振器です。

本記事は誘電率測定装置を製造・販売するキーコム株式会社様に監修を頂きました。

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絶対に触らないでください(日本会社ニュース)

メトリーを通じて支援をしている日米学生会議より、第75回活動報告書が届きました

メトリーを通じて支援をしている日米学生会議より、活動報告書が届きました。

メトリーでは、未来をつくる若者・科学技術・世界平和に積極的に還元をして参ります。

https://metoree.com/foundation/

新規の寄付先も常時募集しておりますので、ご連絡お待ちしております。

ADASテスト

監修:キーコム株式会社

ADASテストとは

ADASテストとは、自動車の運転支援システムであるADAS: Advanced Driver-Assistance Systems (先進運転支援システム) の開発試験を行うサービスです。

ADASには、ドライバーや歩行者の安全性と快適性を高めるために運転操作を支援する自動車の様々なシステムが含まれます。あくまで運転の主体は人でありながら、車両システムを部分的に自動化、適応、強化することで、ヒューマンエラーを最小限に抑え、交通事故を減らすことが可能です。このようなADASには、センサー、カメラ、車載ECUを始めとする、様々な技術が必要となります。ADASテストは、このような技術試験を行う環境を提供するサービスです。

ADASテストの使用用途

ADASテストは、自動車のADASシステムの開発におけシミュレーションやテストソリューションを提供する目的で使用されます。

ADASは、車両周辺の状況を把握するためのさまざまなセンサテクノロジーのデータを用いて、動作する運転支援システムです。ミリ波センサーやレーザーレーダー、カメラなどの個々のハードウェア機能の試験や、それらと接続する車載ECUの試験、仮想空間におけるシステム全体の試験、更には、テストコースなどにおける実車試験などがあります。実際の交通環境で起こりうる様々な状況を想定した様々な試験が行われます。

ADASテストの原理

1. ADASの技術要素

ADASの実現には、外界に対するセンサー技術、車体の制御などを行う車載ECU、高速かつ正確な車載ネットワーク、車載ローケータなどが必要です。主な構成要素には下記のようなものがあります。

  • ミリ波レーダー: 周辺物体までの相対距離を計測する
  • レーザーレーダ (LiDAR) : 遠距離にある対象までの距離や、その対象の性質を分析する
  • 車載カメラ
  • 位置計測センサー
  • ADASロケーター: 衛星測位、ジャイロセンサーや車速測定などを組み合わせた測位システム
  • 車載ECU (電子制御ユニット)
  • 車載ネットワーク
  • 超音波センサー (ソナー)

2. ADASの機能

上記のようなADASの技術要素から実現されるADASの代表的な機能については下記のようなものがあります。

  • 車間距離制御装置 (ACC: Adaptive Cruise Control System)
  • 前方衝突警告 (FCW: Forward Collision Warning)
  • 衝突被害軽減制動制御装置 (AEBS: Advanced Emergency Braking System)
  • ナイトビジョン/歩行者検知 (NV/PD: Night Vision/Pedestrian Detection)
  • 交通標識認識 (TSR: Traffic Sign Recognition)
  • 車線逸脱警報 (LDW: Lane Departure Warning)
  • 車線逸脱防止支援システム(LKAS: Lane Keeping Assist System)
  • 死角モニタリング (BSM: Blind Spot Monitoring)
  • 後退時車両検知警報 (RCTA: Rear Cross Traffic Alert)
  • ドライバー監視システム (DMS: Driver Monitoring System)
  • 自動ヘッドランプ光軸調整 (AFS: Adaptive Front lighting System)
  • 高度駐車アシスト (APA: Advanced Parking Assist)

3. ADASテスト

ADASのテスト環境は、開発段階に合わせて、主に次の3種類があります。

  • 仮想空間においてプログラムの上でセンサシミュレーションなどを行う
  • ミニチュア模型などを用いて走行試験を行う
  • 実車に必要な装置を組み込み、テストコースや公道での走行試験を行う

ADASには、機能毎に用いられる外界を認識する各種センサ技術、画像認識技術などのような判定技術、ステアリング操作などの自動車操作技術があり、開発の初期ではそれぞれの機能別にテストが行われます。開発の後期では、複数の車両やソフトターゲットを使用して複雑なシナリオを作成し、実車での検証が必要です。歩行者、車両などのソフトターゲットの他、さまざまな気象環境が想定されます。高い精度でドライバーの操作を再現するため、運転操作ロボットが導入される場合もあります。

ADASテストの種類

ADASテストには様々なあり、下記はその例の一部です。

1. 停止車両との車間距離計測

AEBS (衝突被害軽減制動制御装置)、FCW (前方衝突警告) は、事故を回避のための重要なシステムです。これらのシステムは前方の道路状況や自車の状態を正しくモニタリングすることが必要です。

このような機能のテストのため、GPSを利用してリアルタイムで障害物との距離を±2cm の精度で測定することのできるシステムが提供されています。

2. 室内テストシステム

室内でのテストシステムは、実路走行データに基づき、高い精度で実環境をシミュレーションにて再現するシステムです。様々な課題となるシーン再現し、台上での評価を可能とします。ときにはリアルとバーチャルを融合した環境が使用されることもあります。

本記事はADASテストを行うキーコム株式会社様に監修を頂きました。

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陸上養殖設備

監修:ティビーアール株式会社

陸上養殖設備とは

陸上養殖設備とは、陸上に人工的に整備した魚介類の養殖を行うための施設です。

一般的な養殖は海の一部に養殖設備を設置しますが、陸上養殖は陸上に水槽などの養殖設備を設置する為、外部影響を受けにくく寄生虫の発生を防ぎやすいといったメリットがあります。また、陸上養殖は漁業権を必要とせず、適した用地を見付ければ参入しやすい養殖方法です。

陸上養殖設備には、かけ流し式、閉鎖循環式、半閉鎖循環式の3つの方式があります。

かけ流し式は、設備導入のコストを抑えることが可能で、自然から常に新しい水を供給し比較的水質は安定しますが、汚れた飼育水をそのまま排水するため外部環境を汚してしまう点が課題です。

一方、閉鎖循環式は飼育水を循環ろ過し繰り返し使用することで、排水は比較的少量ですむため環境に優しい養殖が可能になり近年注目されています。閉鎖循環式は、設備の導入・維持管理費用の高コストが難点ですが、高級魚の養殖を中心に各地で広がっています。

陸上養殖設備の使用用途

かけ流し式及び閉鎖循環式の陸上養殖設備における養殖実績は多種にわたりますが、主要な魚種として、ヒラメ、クルマエビ、トラフグなどがあげられます。

また、陸上養殖の中でも閉鎖循環式は天然ものなどに比べコストがかかる為、高級魚を中心に養殖される傾向にあり、その中でも特にサーモンが注目されています。天然もののサケは寄生虫のリスクがあり生食が難しいですが、閉鎖循環式の養殖により生食可能なサーモンを飼育することが可能になります。

陸上養殖設備の原理

以下に陸上養殖の3つの方式と、閉鎖循環式の主要な構成・原理を記載します。

・かけ流し式

かけ流し式は、海や川からポンプで水をくみ上げ水槽に供給し、飼育で汚れた水を排水する方式です。

水槽と給排水のポンプがあれば飼育でき、設備導入コストを抑えることが可能です。

自然から水を供給するため水質が比較的安定しつつも水質調整が難しいことや、汚れた水を排水するため外部環境を汚してしまう難点があります。

・閉鎖循環式 ( 英 : Recirculating Aquaculture Systems , RAS )

閉鎖循環式は、海や川などと分離された陸上の水槽やプールなどで飼育し、飼育で汚れた水をろ過・殺菌し飼育水として再利用する方式です。海洋深層水や人工海水などの安全な水を魚種に合わせて使用します。

メリットは、水温など飼育環境をコントロールすることで成長を促進し安定生産可能になることや、外部環境を汚しにくい点、トレーサビリティに対応可能なことなどです。

水質を維持するため高度なろ過技術が必要とされ、設備の導入・維持費用が高いことが課題です。

・半閉鎖循環式

半閉鎖循環式は、かけ流し式と閉鎖循環式の両方を組み合わせた方式です。閉鎖循環式で水質を維持しながら、汚れた飼育水をろ過・再利用又は排水します。

水質調整はしやすくなり、排水の量もかけ流し式よりは減りますが、使用する装置が増える為コストはかけ流し式より高くなります。

1. 水槽

水槽は、魚介類を飼育するために使用します。魚介類の種類や設置場所に応じて、材質や形状など様々なものがあります。

2. 循環ポンプ

循環ポンプは、水槽内の水を循環させろ過装置などに水を送るために使用します。

3. ろ過装置

閉鎖循環式及び半閉鎖循環式において要になる技術がろ過装置です。

まず、餌の食べ残しや排泄物などの目に見えるゴミを、フィルター等を用いた物理ろ過と呼ばれる装置で除去します。その後、生物ろ過と呼ばれる装置で、飼育物からのアンモニア・亜硝酸イオンなどをバクテリアの働きで除去していきます。

4. 殺菌装置

水槽内のウイルスや雑菌などを殺菌・不活化するのに使用します。紫外線殺菌装置やオゾン発生装置など様々な装置があります。

5. 水温調節機

水槽内を飼育物に合わせ適切な温度に保つために使用します。水温調節は、飼育物の成長の促進、病気のリスク回避に重要です。

その他

近年注目されている閉鎖循環式の陸上養殖設備における課題及び対策について記載します。

1. 設備の導入費用

設備導入には高価格がハードルになりますが、近年は小型の設備も開発されてきていますので、小規模から始めることにより導入費用を抑えることが可能になります。

2. 設備の維持費用・手間

設備の維持にあたり複数の装置を常時作動しているため電気代が高額となります。対策としては、太陽光発電などの再生可能エネルギーを利用することなどが考えられます。

また、水質・水温管理や餌やり、設備のチェックなどの手間もかかりますので、IoTAIの活用などが進められています。

3. 災害対策

災害時には、地震・水害による設備破損や停電による設備停止などのリスクが想定されます。

その為、設備を設置する用地は災害リスクの少ない地域を選定することや、バックアップ電源の確保など災害対策をする必要があります。

本記事は陸上養殖設備を製造・販売するティビーアール株式会社様に監修を頂きました。

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JTAG ICE

監修:株式会社コンピューテックス

JTAG ICEとは

JTAG ICEとは、組み込みシステムの開発やデバッグに使用される装置です。

JTAG はJoint Test Action Groupというインターフェイスの規格を指し、ICEはIn-circuit Emulatorの略です。組み込みシステム上でプログラムを実行し、その動作を監視・制御することができます。これにより、ソフトウェアの開発者がハードウェア上でのプログラムの挙動をリアルタイムで観察し、問題の解決や最適化を行うことが可能です。なお、JTAG以外の接続規格を用意しているチップメーカーもあり、それらに接続できるデバッグツールを総称してJTAG ICEと呼ぶことがあります。

JTAG ICEの使用用途

JTAG ICEは組み込みシステムの開発やデバッグに広く使用されます。以下は具体的な使用用途の一例です。

1. プログラムデバッグ

JTAG ICEを使用するとリアルタイムにプログラムを監視することが可能です。これにより、組み込みシステムのデバッグが容易となります。プログラムの実行中に発生したエラーや不具合を素早く特定し、修正することが可能です。デバッグ機能には、ブレークポイントを設定して、プログラムの特定の箇所で停止させることや、停止した状態で変数の値を確認、ソース行単位でのステップ実行などがあり、プログラムの動作を詳細に調査できます。また、多くのJTAG ICEにはフラッシュメモリへの書き込み機能が用意されており、フラッシュメモリ上で動作するプログラムもデバッグできます。

2. ハードウェアテスト

JTAG ICEによって組み込みシステムのハードウェア内部にアクセスして、メモリやレジスタの値を読み取ることや、書き換えることができます。これらの機能は、ハードウェアの動作をテストする際に必須となります。

また、ハードウェアの信号や状態を監視し、想定された動作と実際の動作との間で一致しない箇所を特定することができます。これにより、ハードウェアの不具合や設計上の問題を早期に発見し、修正することが可能です。

3. パフォーマンス測定

JTAG ICEにはプログラムのパフォーマンス測定機能を持つものがあり、これを使用してシステムのボトルネックを見つけることができます。パフォーマンス測定の種類として、関数単位での実行時間を測定する関数プロファイラや、2点間の実行時間を測定する機能などがあります。

JTAG ICEの原理

JTAG ICE のデバッグ機能はオンチップデバッグ(On-Chip Debug:OCD)と呼ばれる、CPUに内蔵されたデバッグ機能を使用しています。

JTAG ICEはJTAGインターフェースを介してCPU内蔵のオンチップデバッグ機能にコマンドを発行します。JTAGインターフェースはCPUの特定のピン(通常はTCK、TMS、TDI、TDO)を使用しますが、SWD(Serial Wire Debug)のように最小2本線で接続できる規格もあります。

デバッグ時はこれらの端子にコネクタを実装し、JTAG ICE とケーブルで接続します。なお、オンチップデバッグ機能はチップメーカーが独自に提供しており、その違いによって、実現できるデバッグ機能に差があります。

JTAG ICEの選び方

JTAG ICEはデバッグツールメーカーが販売している場合や、チップメーカーが専用のJTAG ICEを用意している場合があります。一般的な販売価格帯は5万円から50万円ぐらいですが、価格が高くなればデバッグ機能も高度になります。接続のためのプローブやケーブルは、コネクタ形状やピン数、インターフェースによって異なりますので、デバッグ対象となるハードウェアの仕様に合ったものを選ぶ必要があります。JTAG ICEを選定する際は、以下の要素を考慮することが重要です。

1. 対応CPU

JTAG ICEがサポートする組み込みCPUの種類を確認します。デバッグ対象のデバイスがJTAG ICEのサポート対象に含まれていることが重要です。対応していない場合、正常にデバッグできません。

2. 機能

JTAG ICEの機能も重要な選定要素です。各社の基本的なデバッグ機能、例えば実行・停止、ブレークポイント、ステップ実行などには大きな違いはありません。しかし、RTOS対応、マルチコアデバッグ機能、リアルタイムトレース機能など、高度なデバッグ機能に関しては、製品ごとに機能差がありますので、必要な機能を提供している JTAG ICEを選択することが重要です。

3. 性能・使いやすさ

JTAG ICEの性能も重要です。ダウンロード速度やステップ実行のレスポンスなどは、デバッグの効率に影響しますので、動作の速い製品を選定する必要があります。また、使いやすさも重要な指標です。一般にデバッグにかかる時間は開発期間に対して大きな割合を占めます。デバッガの操作性が良ければ、この時間を少しでも短縮することができます。

4. 統合性

開発環境との統合性も考慮する必要があります。JTAG ICE が使用できる環境と、普段使用している統合開発環境との親和性があることを確認します。

本記事はJTAG ICEを製造・販売する株式会社コンピューテックス様に監修を頂きました。

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温湿度管理システム

監修:株式会社コンピューテックス

温湿度管理システムとは

温湿度管理システムとは、ある環境内の温度と湿度を定期的に監視し、記録・管理するシステムです。

一般的にセンサーを使用して現在の温度と湿度を計測し、データを収集します。このデータはデータベースに保存され、 必要に応じてリアルタイムで表示したり、過去のデータを分析したりするために使用されます。

こうした処理を自動的に行うシステムでは、人手不足の解消にもつながります。また、温度・湿度が特定の範囲を超えた場合 (逸脱した場合) に警告を発する機能を有する場合も多いです。

様々な業界・分野において温度・湿度管理は重要視されており、このようなシステムが利用されています。例えば、厳格な温度管理が必要な治験薬、温度の変化による品質劣化が起きやすい食品、温度変化よりも湿度変化を管理することが重要とされる精密機器など、的確な保管状態を保つための管理として利用されています。

また保管状態だけではなく、暑さ指数 (WBGT値) を基準とした職場環境の改善にも利用されています。またその他にも、HACCP (ハサップ) のような衛生管理の国際的な手法・ガイドラインの遵守を実現できるようにも利用されています。

温湿度管理システムの使用用途

温湿度管理システムは様々な用途で使用されます。以下はその一例です。

1. 食品工場

食品工場で扱われる傷みやすい生鮮食品や惣菜は、品質劣化や食中毒を防ぐために徹底した温湿度管理が行われます。

冷蔵や冷凍食品の場合は製造や保存の際に特定の温度が必要であり、湿度の管理は食品の腐敗やカビの発生を防ぐのに役立ちます。HACCPに基づく衛生管理が義務化されたことでこれらの管理はさらに重要です。

2. 精密機器工場

精密機器の場合は温度変化よりも湿度変化を管理することが重要です。精密機器には錆びやすい原料が使われている場合もあり、高温多湿の環境では錆や腐食のリスクが高まり、低すぎると静電気が生じやすくなり品質に悪影響を及ぼします。このように、温度・湿度の両方の管理が重要です。

3. 物流

倉庫内の温度・湿度を管理することで保管している製品を保護します。また、製品によって温度・湿度管理に求められる 要素が異なります。例えば食品は鮮度を維持するため、精密機器は故障を防いで品質を維持するため、医薬品は医薬品ごとに設けられた温度範囲での保管が必要となります。

4. 農業

ビニールハウスでの作物の栽培では、温度管理を誤ると収量を大きく落とすこともあります。例えば、外気温が高くなる夏は高温障害が、冬は低温障害が発生しやすくなります。そこで、異常な温度になった場合に感知し、自動で記録・集計をするシステムの導入は有効な手段と言えます。

5. 医療・製薬

医療の現場では、治験薬の評価や臨床試験が行われています。少しの温度逸脱が致命傷になる治験薬では、詳細で厳密な温度管理が求められます。他にも血液製剤や検体など徹底した温度管理が必要な現場はたくさんあります。

また、感染制御に有効な温湿度の管理も重要です。特に手術室やICUなどの特定の領域では、清潔で適切な温湿度条件を維持することが患者の安全を確保するために不可欠です。そこで、温度・湿度逸脱時にすぐに知らせてくれるシステムの導入は、有効な手段と言えます。

6. 熱中症予防対策

労働環境を快適にするためにも温度・湿度管理が重要です。 暑さ指数 (WBGT値) と温湿度管理システムを利用して、熱中症予防を図る事が期待できます。

温湿度管理システムの原理

温湿度管理システムは温度と湿度を測定するセンサーを使用して環境データを収集します。収集されたデータの保存は、定期的にパソコンやメモリ等に手動で保存する必要があるシステムや、リアルタイムで自動的にネットワークを介してクラウド上にデータを保存してくれるサービスなどがあります。

また、温度や湿度の異常値を検出し、必要に応じて警告を発するものもあります。収集データの閲覧は、専用ソフトウェアが必要なものと、専用ソフトウェアは必要とせずに手軽にWebブラウザから閲覧可能なものがあります。

温湿度管理システムの選び方

温湿度管理システムを選ぶ際は、以下の要素を考慮することが重要です。

1. 測定範囲・記録間隔

システムが測定できる温度と湿度の範囲は、選択する際の重要な要素です。使用環境や用途に応じて、必要な測定範囲を 選びます。特定の業界では、広範囲の温度をカバーできるシステムが必要になる場合があります。また、記録間隔も重要で、温度や湿度が逸脱した場合にはより詳細な環境変化データの収集が必要となり、記録間隔が短いほど詳細なデータ収集が可能です。

2. 精度

温湿度管理システムの精度は、測定されるデータの信頼性を決定します。システムの精度が高いほど、測定結果の正確性 が高いです。特に品質管理や研究など、正確な温度と湿度のデータが必要な場合は高精度のシステムを選ぶことが重要で す。また、温度センサーや湿度センサーは経年劣化により少しずつ精度が低下しますので、定期的に校正できるシステムが必要です。

3. インターフェース

インターフェースはユーザーがシステムを操作し、データを表示・分析するための手段です。直感的な操作や使いやすいデータ表示が提供されるシステムを選ぶことで、システムの効率的な利用が可能です。また、遠隔監視や遠隔制御またはクラウド保存などが必要な場合は、適切なネットワーク接続を備えたシステムを選ぶことが重要です。また、ネットワークの知識が無くても簡単に設置や初期設定ができ、すぐに運用できるシステムである事も重要です。

本記事は温湿度管理システムを開発する株式会社コンピューテックス様に監修を頂きました。

株式会社コンピューテックスの会社概要はこちら

現場管理システム

現場管理システムとは

現場管理システムとは、工事現場などにおいて本社、各営業所、現場、それぞれをつないで施工管理等を行うシステムです。

施工現場の安全管理・監督や、文書や図面などのデータ管理、カメラなどと連携した災害対策や、一連のワークフローにおける申請・承認などの履歴保存など、安全・品質に関わる業務を包括的に管理することができます。建設業の様々な企業で採用されており、ペーパーレス化、現場の省力化、働き方改革に大きく貢献している製品です。

現場管理システムの使用用途

現場管理システムは、工事現場などにおいて、施工管理の効率化・業務品質の向上に使用されています。戸建住宅の新築・修繕や、大規模建築の新築・修繕、設備施工など、様々な分野の工事現場で使用されているシステムです。大手住宅メーカー、大手大規模改修工事会社、住宅建材会社などで採用されています。

例えば、傘下に支店・営業所を持つ、或いは下請け先があるような工事のケースでは、現場管理システムを活用して本社からの一括管理を行うことにより、請負工事の管理と業務時間短縮を行うなどの用途があります。また、会社間での複雑な業務連携が必要なケースにおいて、施工管理を効率化する目的で使用される場合もあります。

現場管理システムの原理

現場管理システムは、安全管理・品質管理を効率化する機能や、その他現場管理・監督の様々な業務を軽減する機能が備わっています。

クラウド上でシステムを管理することにより、現場と事務所との往復コストが減少したり、報告書等の作成の手間を軽減したりすることが可能です。残業減少、働き方改革にも効果があります。主な機能は以下の通りです。

1. 安全管理

現場管理システムを利用することで、徹底した安全パトロールをシステム内で管理したり、カメラを設置して連携することにより、足場監視、防犯対策を行うことができます。

また、カメラによる監視を行うことにより、災害時の現場確認・対応にも役立ちます。

2. 業務管理

現場管理システムは、スマートな業務遂行、現場の省力化にも貢献します。

  • クラウド上における文書や図面の一元的データ管理
  • 申請・承認のワークフローをクラウド上で管理

書類の管理では、社内共通の書類や、現場ごとの図面や写真データ・実績データなどを一元的に管理することができます。工事情報・チェックシート・写真台帳など、全てを管理することができるため、報告書作成・データ整理の手間を省くことが可能です。

また、申請・承認のワークフローや、本部からの一斉指示、現場と事務所のコミュニケーション・データ共有を一括で管理することができ、状況把握やタスク管理が容易になります。業務のペーパーレス化、管理・監督の省力化や、円滑な施工に貢献します。

3. 品質管理

現場管理システムでは、品質チェックシートの機能を用いることで判断基準を統一して高い品質を担保することが可能です。写真を利用したレポート作成も可能であり、更にチェック漏れや撮影漏れを防ぐために、予め撮影ポイントの登録を行うこともできます。

また、データを一元的に管理するため、有資格者への検査依頼や、複数人での同一検査も従来より容易かつ有効に行えるようになり、品質向上の効果も期待できます。

現場管理システムの選び方

現場管理システムは、複数製品が提供されており、それぞれ機能面で特色があります。上記で述べた基本機能の他には、例えば下記のような機能の例があります。

  • 自社の業務に合わせたカスタマイズ機能
  • 必須事項のTo Doリストを作成して関係者全員で共有
  • 受注工事の契約金額・予算管理機能
  • 入金・請求管理機能
  • 地図や駐車場情報を共有する機能など現場サポートに特化した機能

自社の施工業務に合わせて、必要な機能を備えた製品を選択することが必要です。これら機能性に加えて、コスト、操作性 (UI) 、利用可能端末などに注意して選定する必要があります。